Durante sus 30 años en órbita alrededor de la Tierra, el Telescopio Espacial Hubble de la Nasa/ESA ha sido testigo de la evolución de los vuelos espaciales, con un cielo cada vez más lleno de satélites, el lanzamiento de la Estación Espacial Internacional e impactos y explosiones que han dado lugar a nubes de desechos en rápido movimiento.
El Telescopio Espacial Hubble cumplió 30 años en el espacio.
El propio Hubble ha sufrido el impacto de estos residuos, acumulando minúsculos cráteres en sus paneles solares, que dan cuenta de una vida larga y agitada en el espacio. Pero ¿qué se puede aprender de esos impactos? ¿Y qué futuro le espera a Hubble?
En 1993 se lanzó el transbordador de la primera misión de mantenimiento de Hubble. Al corregir la óptica del observatorio espacial, este pudo empezar a capturar las imágenes increíblemente nítidas del Universo.
Los astronautas de la misión también sustituyeron los paneles solares que habían sufrido fluctuaciones debido a los cambios de temperatura. Uno se eliminó en órbita y acabó desintegrándose en la atmósfera terrestre, pero el otro se trajo de vuelta a la Tierra.
Parte de la contribución de la ESA a Hubble fue diseñar, fabricar y suministrar los paneles solares a cambio de tiempo de observación, motivo por el cual el conjunto usado quedó a disposición de la Agencia para su estudio.
Esa fue una de las primeras oportunidades en la historia de la exploración espacial de ver las consecuencias en un satélite de pasar más de dos años en órbita. El equipo descubrió cientos de cráteres de impacto en la superficie de una pequeña sección del panel, con tamaños que iban de micras a milímetros de diámetro.
Nueve años más tarde, los paneles volvieron a sustituirse y regresaron a la Tierra, después de haber sumado casi una década de impactos.
Este conjunto de paneles ahora está expuesto en ESTEC (Países Bajos), aunque un pequeño fragmento viajó hasta el control de misiones en ESOC (Alemania), donde se encuentra la Oficina de Desechos Espaciales.
Evidencias del bombardeo inicial de Hubble
Aunque no sabemos exactamente cuándo tuvo lugar cada impacto, estos debieron producirse durante el periodo en órbita del conjunto de paneles. Así, en ellos se encuentran pruebas únicas de su actividad durante la estancia en el espacio.
Los cráteres de impacto se estudiaron para determinar su tamaño y profundidad, pero también para buscar posibles nuevos residuos. Dado que se conocía la composición química de las células solares, los objetos impactados podrían haber dejado en los cráteres elementos o materiales extraños.
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La presencia de metales como el hierro o el níquel sugerirían que un impacto era de origen natural: fragmentos de asteroides y cometas conocidos como micrometeoroides. Sin embargo, los cráteres encontrados en los paneles solares de Hubble contenían pequeñas cantidades de aluminio y oxígeno, indicadores claros de actividad humana en forma de residuos del encendido de motores de cohetes sólidos.
El equipo de desechos espaciales, como parte de un esfuerzo mayor con socios tanto de la industria como del ámbito científico, fue capaz de identificar la forma y el tamaño de estos cráteres con modelos de encendido de cohetes de la época, y acabó encontrando una coincidencia entre los cráteres observados y los esperados.
¿Hubble sufrió daños?
Estas pequeñas partículas, con tamaños que van de micrómetros a un milímetro, habrían chocado contra Hubble a velocidades relativas de 10 km/s, aunque no tuvieron efectos pronunciados en el satélite, que sigue capturando imágenes asombrosas del Universo.
Estos impactos se producen con cierta frecuencia en todo tipo de satélites y la principal consecuencia es la degradación, gradual pero continua, en la cantidad de energía que pueden producir los paneles solares.
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Las nuevas misiones aprovechan un modelo creado por el equipo de desechos espaciales basándose en datos tempranos de impacto de Hubble para predecir cuántos impactos se puede esperar en cada misión y qué efectos tendrán en la energía solar.
Hubble aún vive bajo la amenaza de una colisión
Imaginemos a Hubble en órbita, dentro de un cubo de 1 x 1 x 1 km. De media, en cualquier momento habrá un objeto de una micra dentro de ese cubo, ya que en cada kilómetro cúbico de espacio alrededor de la Tierra hay un pequeño residuo espacial.
En principio no parece mucho, pero recordemos que tanto Hubble como estos minúsculos fragmentos viajan a 7,6 km/s con relación a la Tierra. Gran parte de las colisiones no se producen de frente, sino en ángulo, por lo que la velocidad relativa de los impactos asciende a unos 10 km/s.
Para simplificar, imaginemos que estas partículas viajan a 10 km/s con relación a un Hubble inmóvil. Así, cada segundo se cruzarían diez de estos objetos por el espacio cúbico de Hubble. Si tenemos en cuenta que los paneles solares del telescopio ocupan una gran superficie, pues miden unos 7 x 2 m, aumenta la probabilidad de que acaben encontrándose con un gran número de estos proyectiles.
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Hoy Hubble sufre una amenaza similar por la presencia de pequeños residuos espaciales a la que experimentaba poco después de su lanzamiento. Aunque se siguen formando partículas del orden de micras, la atmósfera a esa baja altitud, 547 km por encima de la superficie terrestre, también barre un gran número de ellas.
En cambio, el riesgo que suponen los objetos más grandes es, lamentablemente, cada vez mayor. Los fragmentos de residuos de 1-10 cm son demasiado pequeños como para catalogarse y rastrearse desde tierra, pero bastarían para destruir un satélite entero. A la altitud de Hubble, la probabilidad de colisión con uno de estos objetos se ha duplicado desde principios de los años 2000, pasando del 0,15 % al 0,3 % al año.
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